ประโยชน์ของแม่เหล็กโลกที่หายาก

โลหะแรร์เอิร์ธเป็นโลหะที่ไม่ใช่แม่เหล็ก โดยทั่วไปแล้ว มันเป็นวัสดุใดๆ ที่มีองค์ประกอบที่ไม่ใช่แม่เหล็กในเปอร์เซ็นต์ที่สูงกว่าเหล็ก นิกเกิล โคบอลต์ หรือโครเมียมทั่วไป คนส่วนใหญ่คุ้นเคยกับแม่เหล็กที่ใช้ยึดสิ่งของที่ประตูตู้เย็น แม่เหล็กทำงานได้เนื่องจากคุณสมบัติการดึงดูดและการดึงดูดที่รุนแรงของแม่เหล็กที่มีคุณสมบัติต่างกัน ทำให้แม่เหล็กสามารถผลักกันได้โดยไม่ต้องสัมผัสกัน ดังนั้นแรงดึงดูดที่แข็งแกร่งระหว่างแม่เหล็กที่ประตูกับวัตถุบนตู้เย็น

โลหะหายากเอิร์ธสามารถเป็นแม่เหล็กได้ในสภาพธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม การทำแม่เหล็กถาวรให้เป็นแม่เหล็กถาวรนั้นทำได้ยากกว่ามาก เนื่องจากน้ำหนักและคุณสมบัติอื่นๆ หลายๆ คนค้นหาโลหะหายากเหล่านี้เพื่อนำไปใช้ในการผลิตแม่เหล็กถาวร น่าเสียดายที่การค้นหาโลหะหายากซึ่งมีความแข็งแรงพอที่จะใช้เป็นแม่เหล็กถาวรได้พิสูจน์แล้วว่าไร้ผล ดูเหมือนว่าชุมชนวิทยาศาสตร์จะต้องพิจารณาปัญหาอีกครั้งหากมีวิธีแก้ไขปัญหานี้

วิธีที่มีแนวโน้มมากกว่าในการสร้างแม่เหล็กโลกที่หายากคือการใช้สิ่งที่เรียกว่าตัวกระตุ้นเชิงเส้น ตัวกระตุ้นเชิงเส้นใช้ในอุปกรณ์ทางการแพทย์หลายชนิด เช่น เครื่องอัลตราซาวนด์และเครื่องตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ เนื่องจากเครื่องจักรเหล่านี้ทำงานด้วยแรงจำนวนมาก จึงมักจะต้องใช้แรงมากในการเคลื่อนย้ายชิ้นส่วน ตัวกระตุ้นเชิงเส้นสามารถใช้เพื่อสร้างการเคลื่อนที่แบบวงกลมที่มีขนาดเล็กลงและมีแรงน้อยกว่าจำนวนมาก ซึ่งจำเป็นต่อการเคลื่อนย้ายหลายส่วนในแต่ละครั้ง

คลิกเพื่อเยี่ยมชมผลิตภัณฑ์ของเรา: แม่เหล็ก NdFeB เผา

เนื่องจากความยากลำบากในการผลิตชิ้นส่วนที่จำเป็นในการสร้างแม่เหล็กถาวร นักวิจัยหลายคนจึงหันมาสนใจวิธีสร้างธาตุหายากซึ่งมีความแข็งแรงพอที่จะใช้เป็นแอคชูเอเตอร์ได้ เพื่อที่จะใช้โลหะหายากเหล่านี้ในลักษณะนี้ คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแม่เหล็กหรือตัวกระตุ้นโลหะที่คุณใช้สามารถจับสนามแม่เหล็กที่สร้างโดยตัวกระตุ้นได้โดยไม่ทำลายพื้นผิว น่าเสียดายที่โลหะจำนวนน้อยมากที่สามารถใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ได้ โลหะที่มีแนวโน้มมากที่สุดชนิดหนึ่งคือทองคำ นักวิทยาศาสตร์สามารถเคลือบทองคำด้วยสารที่จะทำให้สามารถยึดเกาะสนามแม่เหล็กได้แข็งแกร่งยิ่งขึ้น

นักวิจัยยังได้พยายามสร้างแม่เหล็กหายากที่มีความแข็งแกร่งพอที่จะทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบถาวรได้ การเคลื่อนที่ต่อเนื่องเกิดขึ้นเมื่อชิ้นส่วนของเครื่องจักรทำงานด้วยกระแสไฟฟ้าที่คงที่ หากเครื่องนี้ใช้พลังงานจากแม่เหล็กหายาก อาจเป็นไปได้ที่จะใช้แรงดึงดูดอันเป็นเอกลักษณ์ระหว่างทั้งสองเพื่อให้เครื่องทำงานอย่างต่อเนื่องด้วยตัวเอง อย่างไรก็ตาม ยังคงเป็นสิ่งสำคัญที่แรงแม่เหล็กของธาตุหายากจะต้องแข็งแกร่งพอที่จะลบล้างแรงดึงดูดในทางกลับกัน

นักวิทยาศาสตร์ยังได้พยายามใช้แม่เหล็กหายากเพื่อสร้างแบตเตอรี่ ซึ่งจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก เช่น กล้องดิจิตอลและโทรศัพท์มือถือได้ ปัจจุบันจีนเป็นประเทศเดียวที่ผลิตแบตเตอรี่โดยใช้แร่หายาก อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่จะต้องผลิตในโรงงานขนาดใหญ่แห่งหนึ่งในจีน การวิจัยแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ที่ดำเนินการจนถึงขณะนี้มุ่งเป้าไปที่การสร้างแบตเตอรี่เพื่อใช้ในเชิงพาณิชย์ มากกว่าที่จะให้พลังงานแก่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในครัวเรือน

ผลิตภัณฑ์พลังงานอีกชนิดหนึ่งที่ใช้แม่เหล็กหายากคือเครื่องแปลงพลังงาน ตัวแปลงพลังงานใช้เพื่อแปลงพลังงานที่มาจากแหล่งต่างๆ ให้เป็นผลิตภัณฑ์พลังงานที่ใช้งานได้ ตัวแปลงพลังงานหลายตัวใช้แม่เหล็กนีโอไดเมียม แม่เหล็กนีโอไดเมียมมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวเนื่องจากมีพลังมหาศาลแต่ก็นุ่มนวลมาก แม่เหล็กนีโอไดเมียมมีความสามารถในการดึงดูดแม่เหล็กแรงสูงเพื่อยึดไว้ ซึ่งช่วยให้แม่เหล็กกลายเป็นตัวแปลงพลังงาน ความแรงของแม่เหล็กและความแรงของแม่เหล็กถาวรในแม่เหล็กนีโอไดเมียมจะกำหนดประสิทธิภาพของคอนเวอร์เตอร์

นักวิจัยได้ค้นพบโลหะผสมหายาก เหล็ก ไทเทเนียม โคบอลต์ และนิกเกิลที่มีความสามารถในการสร้างสนามแม่เหล็ก โลหะผสมเหล่านี้เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าสูง ซึ่งช่วยให้สามารถนำมาใช้สร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทำงานบนแม่เหล็กได้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้าในการทำงาน และผลิตไฟฟ้าเอง